АГРЕГАТНАЯ СИСТЕМА СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Е. Н. Филинов

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), созданная Минприбором СССР, явилась основной технической базой для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП) в различных отраслях промышленности. Системотехнические основы и принципы построения ГСП в виде унифицированных агрегатных комплексов формировались головными организациями по классам средств автоматики и вычислительной техники под руководством Технического управления Минприбора СССР, возглавляемого в разные годы Ю. Я. Базилевским, Г. И. Кавалеровым, М. С. Шкабардней, Н. И. Гореликовым.

Большой вклад в формирование научных основ идеологии ГСП был сделан членом-корреспондентом АН СССР Б. С. Сотсковым.

Агрегатная система средств вычислительной техники (АСВТ) составила часть ГСП и предназначалась для построения управляющих вычислительных комплексов (УВК), сопрягаемых в АСУТП и АСУП с датчиками, регуляторами, исполнительными механизмами и другими средствами промышленной автоматики ГСП. Идеология, структура, принципы унификации моделей УВК, узлов и устройств АСВТ были разработаны во второй половине шестидесятых годов совместно ИНЭУМ (Е. Н. Филинов) и НИИУВМ (В. В. Резанов).

При определении принципов архитектуры и структуры моделей ЭВМ и УВК, входящих в состав АСВТ, учитывались два основополагающих момента:

• необходимость наличия ряда моделей для нескольких (хотя бы трех) уровней иерархии АСУ на промышленном предприятии, отвечающих требованиям решения разных классов задач (подсистемы: централизованного контроля параметров технологических процессов, локального управления отдельными технологическими агрегатами и устройствами, управления технологическим процессом, диспетчерского управления производством, планирования и т. д.);
• возможность создания универсальных управляющих машин и управляющих вычислительных комплексов на технической базе второго и третьего поколений вычислительной техники вместо многочисленных специализированных, разрабатывавшихся в пятидесятых - начале шестидесятых годов.

Предпосылки для формирования идеологии АСВТ базировались на предшествующем опыте НИИУВМ, связанном с системой машин СОУ-1 (машины МППИ, УМ-1, КВМ-1), Института кибернетики АН УССР (машины "Днепр", "Днепр-2"), ИНЭУМ (машины М-4, М-5, М-7).

В составе АСВТ были предусмотрены две очереди разработки. Первая очередь на технической базе второго поколения (АСВТ-Д) включала модели: М-1000 (ТНИИСА), М-2000, М-3000 (НИИУВМ).

M4030

Вторая очередь на технической базе третьего поколения (АСВТ-М) включала модели: М-4000/М-4030 (ИНЭУМ совместно с Киевским ПО "Электронмаш"), М-5000 (СКБ Вильнюсского завода счетных машин), М-6000, М-7000 (НИИУВМ), М-400, М-40 (ИНЭУМ).

Для моделей верхнего уровня АСУП (М-2000, М-3000, М-4000/М-4030), аналогичных по назначению упомянутым выше "Днепр-2" и КВМ-1, была выбрана архитектура семейства ЭВМ системы 360 фирмы IBM, что обеспечило их программную совместимость с моделями ЕС ЭВМ, промышленное производство которых было развернуто в СССР в начале семидесятых годов. Проработка сопряжения моделей верхнего уровня АСУП с управляющими комплексами нижележащих уровней, выполненная в рамках АСВТ, подготовила основу для разнообразных решений совместного использования ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ в дальнейшем. При создании программного обеспечения АСВТ был решен вопрос совместимости близких архитектур на уровне операционной системы. Как известно, решение специалистов НИЦЭВТ по выбору архитектуры было связано с необходимостью обеспечения двоичной совместимости семейства ЕС ЭВМ с системой 360/370 фирмы IBM или с системой 4 фирмы ICL, это представлялось принципиальным вопросом. Операционная система ДОС АСВТ, разработанная в ИНЭУМ под руководством И. Я. Ландау и В. А. Козмидиади, будучи совместимой для приложений с OS BS-2000 фирмы Siemens (архитектура семейства Siemens 4004), функционировала на аппаратуре М-4030, двоично совместимой с аппаратурой ЕС ЭВМ.

Главным конструктором АСВТ-М был Б. Н. Наумов, ставший директором ИНЭУМ в 1967 г., впоследствии избранный членом-корреспондентом, а затем действительным членом АН СССР. Разработкой аппаратуры М-4000/М-4030 руководил в ИНЭУМ В. Г. Захаров.

М-2000 серийно выпускалась Северодонецким приборостроительным заводом, М-3000, М-4030 - Киевским заводом ВУМ. Разработка и освоение производства М-4030 были отмечены Государственной премией УССР (А. Ф. Незабитовский, С. С. Забара, В. А. Афанасьев, Э. И. Сакаев, В. Н. Харитонов, Ю. М. Ожиганов, А. Г. Мельниченко - Киевский ВУМ и Б. Н. Наумов, И. Я. Ландау - ИНЭУМ).

Старшие модели АСВТ сыграли роль моста между управляющими комплексами ГСП и универсальными вычислительными машинами Единой системы ЭВМ, обеспечив проектным организациям возможность выбора технической базы АСУ в зависимости от конкретных условий. Такой выбор требовался не только в сфере автоматизации промышленности, где проектировщики могли использовать связки машин М-4030, М-400 и М-40 или М-4030 и М-6000/М-7000, но и в других областях. Одной из таких областей была система "Сирена", предназначенная для резервирования мест на авиалиниях Аэрофлота, разработанная Институтом проблем управления (главный конструктор В. А. Жожикашвили) совместно с НИИУВМ. Техническую базу "Сирены" составляли два вычислительных комплекса М-3000, сопряженные по коммутируемым или выделенным телефонным линиям с абонентскими пультами кассиров Аэрофлота и региональными центрами переработки информации на основе комплексов М-6000/М-7000.

Для моделей АСВТ-М среднего уровня, относившихся к классу мини-ЭВМ, были выбраны две архитектурные линии. Первую из них представляли модели М-6000 и М-7000, разработанные НИИУВМ под руководством В. В. Резанова и В. М. Костелянского и выпускавшиеся Северодонецким приборостроительным заводом, Киевским заводом ВУМ и Тбилисским заводом УВМ. Эта архитектура была развитием архитектуры мини-ЭВМ "Параметр", у которой базовая система инструкций процессора и структура операционной системы были сходны с архитектурой мини-ЭВМ HP 2116 фирмы Hewlett-Packard. В составе семейства М-6000/М-7000 была разработана богатая номенклатура устройств связи с объектом, устройств ввода-вывода, средств внутрисистемных коммуникаций. Была создана операционная среда, управляющая ресурсами распределенной системы сбора информации, ее переработки и диалога с оператором технологического процесса в составе АСУТП. Развитие ядра этой операционной среды привело к разработке мощной операционной системы АСПО (агрегатная система программного обеспечения), много лет служившей основой создания и использования последовавших за М-6000/М-7000 комплексов СМ1, СМ2, СМ1210, ПС1001 и др. Для повышения надежности комплекса М-7000 была реализована двухпроцессорная организация центрального вычислительного устройства, что дало возможность использовать его для прямого управления даже такими объектами, как атомные энергоблоки.

Вторую архитектурную линию моделей АСВТ-М среднего уровня представляла М-400, также относившаяся к классу мини-ЭВМ. Архитектура, выбранная для М-400, предусматривала систему команд и способы адресации, обеспечивавшие программную совместимость с семейством мини-ЭВМ PDP-11 корпорации Digital Equipment, наиболее распространенным за рубежом в то время (как стандарт де-факто), а также магистральный системный интерфейс ОШ (Общая шина, Unibus). К ОШ подключались контроллеры периферийных устройств (внешней памяти, ввода-вывода), а также контроллеры, связывающие центральное вычислительное устройство с устройствами связи с объектом (УСО) из номенклатуры УСО М-6000/М-7000 и с машинами централизованного контроля М-40.

Возможность подключения к ОШ контроллеров, позволяющих управлять аппаратурой, подключенной к приборным интерфейсам, позволяла создавать на базе М-400 проблемно-ориентированные измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) с использованием средств, отвечающих международным стандартам CAMAC (Computer- Aided Measurement And Control), и Агрегатного комплекса электроизмерительной техники (АСЭТ) ГСП. Это обеспечило применение АСВТ-М не только в области промышленной автоматизации, но и в области автоматизации научных исследований и экспериментов.

Третьей важной областью применения М-400 стала автоматизация проектирования. На базе М-400 были созданы проблемно-ориентированные комплексы в виде АРМ (автоматизированных рабочих мест) для САПР в области радиоэлектроники и машиностроения, включающие необходимые графические устройства для ввода/вывода информации и специальное прикладное программное обеспечение. Межведомственная программа работ по САПР в оборонных отраслях промышленности, возглавляемая Минрадиопромом СССР (заместитель министра А. А. Реут) и головной организацией этого Министерства - НИИ "Алмаз", также была примером формирования и реализации государственной научно-технической политики. От ИНЭУМ в этих работах принимали активное участие И. Я. Ландау и Е. Н. Филинов.

Серийный выпуск М-400 с 1974 г. осуществлял Киевский завод ВУМ, производство ИВК - Вильнюсский завод электроизмерительной техники, а АРМ - Гомельский завод радиотехнического оборудования.

Особое место в составе АСВТ-М занимала модель М-5000, также относившаяся к классу мини-ЭВМ. Она была предназначена для замены машин счетно-перфорационного комплекса на машиносчетных станциях ЦСУ СССР, которые к середине 60-х годов устарели как морально, так и физически. Оригинальная архитектура М-5000 учитывала специфику учетно-статистических задач. Разработку и серийный выпуск М-5000 осуществлял Вильнюсский завод счетных машин (главный конструктор - А. М. Немейкшис).

Машина централизованного контроля и управления М-40, занимавшая нижний уровень в иерархии моделей АСВТ-М, была предназначена для сбора, первичной обработки и регистрации параметров технологических процессов, многоканального двухпозиционного регулирования и вывода информации на цифровые индикаторы и электронно-лучевые трубки пультов операторов. М-40 имела 1688 входных каналов (1000 аналоговых и 688 дискретных), скорость опроса датчиков с унифицированным в ГСП сигналом - до 400 каналов в секунду, погрешность измерения аналоговых сигналов - 0,4%. Число выходных двухпозиционных каналов управления объектом составляло 960. В М-40 был принят микропрограммный принцип выполнения программ, записываемых в постоянном запоминающем устройстве (с целью повышения надежности) емкостью 16 Кб.

Разработка М-40 была выполнена ИНЭУМ (Э. В. Кешек, Н. Д. Кабанов), а серийный выпуск осуществлял Московский завод "Энергоприбор" (С. Я. Лебединский, В. П. Федорин).

Печатается с разрешения автора

Дополнительные материалы по теме: Агрегатная система средств вычислительной техники (АСВТ)